Philipp Ochtrop de l'Université d'Umeå a travaillé sur un projet visant à transformer les deux enzymes AnkX et Lem3 de la bactérie responsable de la maladie Legionella pneumophila en un outil précieux pour la modification chimique des protéines. Cette nouvelle approche pour la fonctionnalisation des protéines peut permettre aux scientifiques d'étudier la fonction des protéines et de développer de nouveaux médicaments contre les maladies potentiellement mortelles.
La nouvelle technique, qui est décrit dans la thèse de doctorat de Philipp Ochtrop, est basé sur une réaction enzymatique appelée phosphocholination. La phosphocholination est catalysée par la protéine AnkX, qui utilise une petite molécule organique appelée CDP-choline pour transférer un groupe phosphocholine aux protéines de la cellule hôte et ainsi manipuler sa fonction. La phosphocholination fait partie de plusieurs réactions chimiques spécifiques qui sont utilisées par Legionella pneumophila pour dépasser une cellule hôte après infection et la transformer en un environnement propice à sa multiplication. Ces événements conduisent par conséquent à l'apparition d'une pneumonie sévère.
"La chose intéressante à propos de la chimie des bactéries intracellulaires est qu'elle est si différente de la chimie des cellules humaines. C'est une chance unique d'utiliser des enzymes de bactéries en biochimie, biologie cellulaire et biotechnologie sans chevauchement de réactivité avec les enzymes des cellules humaines, ", explique le superviseur Christian Hedberg.
L'idée d'utiliser AnkX pour marquer les protéines est née par hasard lors d'études sur la façon dont AnkX modifie certaines protéines avec de la phosphocholine. Les expériences ont révélé qu'AnkX ne se souciait pas particulièrement de la structure tridimensionnelle de ses protéines cibles, mais n'a reconnu qu'une courte séquence d'acides aminés dans la protéine. Cette découverte a conduit à la conclusion que toute protéine pouvait être modifiée par AnkX, tant que la séquence de reconnaissance d'acides aminés correcte est ajoutée génétiquement.
"En combinaison avec des analogues de CDP-choline que nous avons préparés synthétiquement, la stratégie développée peut être exploitée pour fonctionnaliser de manière réversible les protéines d'intérêt avec un éventail de poignées chimiques et biophysiques utiles", dit Philipp Ochtrop.
"Une utilisation médicale potentielle future de nos résultats peut être le marquage sélectif d'anticorps avec des médicaments spécifiques qui sont par conséquent dirigés contre les cellules cancéreuses et les tuent. Cette approche serait très bénéfique et réduirait les effets secondaires courants qui sont affichés par la thérapie conventionnelle contre le cancer."
Philipp Ochtrop a effectué ses études dans le cadre d'une collaboration étroite et hautement interdisciplinaire avec une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Aymelt Itzen de l'Université technique de Munich.
